"Серебряные светлячки" сделают медицинские исследования проще и совершеннее

Это совместный проект "Сегодня" и компании СКМ. В его рамках на протяжении восьми месяцев мы будем рассказывать об оригинальных изобретениях и открытиях украинских школьников и студентов. Лучший из лучших, которого определит наш экспертный совет, получит в качестве поощрения ноутбук. Если вы школьник или студент и у вас есть изобретение — пишите на [email protected]. А сегодня нашей героиней стала студентка Киевского национального университета им. Т. Шевченко Евгения Сорока. Она изготовила и исследовала особые структуры — кластеры серебра, благодаря которым можно значительно упростить процесс лабораторных исследований и сделать их более эффективными.

Как рассказывает Евгения, если бы несколько лет назад ей кто-то сказал, что она будет увлеченно изучать сенсорные и биотехнологии, то она бы ни за что не поверила. "Первые 2 года в школе я вообще не хотела учиться. Но потом все-таки взяла себя в руки и стала отличницей", — с улыбкой вспоминает она. Правда, ни один предмет не мог заинтересовать Евгению настолько, чтобы она с головой погрузилась в его изучение.

Так продолжалось до тех пор, пока в 7-м классе она не перешла в профильный лицей. "Учиться стало намного интереснее, — рассказывает юная изобретательница. — Да и подготовка по всем предметам была настолько сильной, что уже в первые годы моей учебы в лицее я начала занимать призовые места на городских этапах олимпиад". Девушка была так вдохновлена своим успехом, что решила углубить свои знания в разных предметах. Появившийся интерес привел Евгению в кружок биохимии при Малой академии наук (МАН).

ИДЕЯ НА ВЕС СЕРЕБРА. Идея для будущей разработки возникла случайно — на одной из "мановских" лекций. "Нам рассказывали о современных тенденциях в сенсорных и биотехнологиях. Сейчас в лабораторных исследованиях используют метод флуоресценции, когда в изучаемую клетку добавляют органический краситель, который при облучении ультрафиолетом начинает светиться. Благодаря этому облегчается процесс ее исследования, потому что хорошо видно структуру, — объясняет Евгения. — Однако у этих красителей есть недостатки: они быстро перестают излучать свет, а некоторые из них токсичные. Поэтому для опытов целесообразно найти что-то более подходящее". По словам изобретательницы, один из вариантов — кластеры (крошечные структуры из нескольких атомов) серебра.  "Благодаря своим люминесцентным свойствам они могут составить конкуренцию упомянутым красителям, — говорит Евгения. — Но их возможности недостаточно исследованы. Этим я и решила заняться".

АТОМ К АТОМУ. Прежде всего она изготовила кластеры серебра. "Мне удалось создать их с разным количеством атомов с добавлением красителя в качестве стабилизатора (это нужно для того, чтобы они были более устойчивыми), а также обычные образцы без стабилизаторов. Затем над всеми образцами я провела эксперименты. В результате мне удалось определить, что сила излучения в них может быть в 2—4 раза больше, чем у обычных красителей. Также они сохраняют эти свойства в течение нескольких месяцев, в то время как красители "живут" максимум неделю. Кроме того, кластеры безопасны.

Благодаря всему этому их можно применять в разных исследованиях. Например, присоединять к молекулам и отслеживать их передвижение в клетке или организме. Также с помощью отсутствия или наличия свечения можно идентифицировать генетические заболевания (если присоединять кластеры к ДНК)", — говорит Евгения. Со своими разработками она заняла 1-е место на всеукраинском этапе конкурса МАН и 2-е место на "Intel-Техно Украина", благодаря чему получила возможность поехать на соревнования в США.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Сергей Воронов, доктор техн. наук, профессор, завкафедрой прикладной физики НТУУ "КПИ":

"Работа Евгении вызывает огромное уважение. Нельзя не отметить тот факт, что она выбрала очень актуальную для современной медицины тему. Ведь, как известно, сейчас в лабораторных исследованиях широко используют органические красители. Однако из-за их "недолговечности" (они быстро теряют свои люминесцентные свойства) исследования приходится проводить достаточно быстро. А это, конечно же, влияет на их качество.

В поисках альтернативы некоторые ученые, к примеру, из США, Китая, Финляндии, а также Украины сосредоточились на изучении именно кластеров серебра, которые за счет своих свойств в будущем могли бы заменить красители. Поэтому любые завершенные разработки в этой теме будут полезными. В частности те данные, которые удалось добыть Евгении в результате экспериментов, помогут помочь не только ей в ее дальнейшей работе, но и другим ученым. Кроме того, то, что ей удалось изготовить кластеры и изучить их свойства, свидетельствует о ее глубоких научных познаниях.

Однако, несмотря на все достоинства, юной изобретательнице все же нужно развить свою работу. Например, я бы посоветовал ей испытать изготовленные кластеры на практике. То есть запустить их в реальную среду, например, настоящую клетку, и посмотреть за тем, как они будут там себя "вести". Это поможет ей определить возможные недостатки ее кластеров и сделать их совершеннее. Также неплохо было бы стабилизировать кластеры и другими красителями (Евгения пока использовала для этого только один из них), чтобы еще больше изучить их свойства и изготовить наиболее подходящие образцы под разные лабораторные исследования".